100 знаменитых изобретений

Выпавшие из топочной камеры шлаки и летучая зола из золоуловителей по каналам транспортируются водой и затем насосами перекачиваются в золоотвал. Воздух для сжигания топлива подается вентилятором в воздухоподогреватель котла. Перегретый пар высокого давления и высокой температуры, полученный в котле, по паропроводам подается в паровую турбину, где он расширяется до очень низкого давления и уходит в конденсатор. Образовавшийся в конденсаторе конденсат забирается конденсатным насосом и подается через подогреватель в деаэратор. В деаэраторе происходит удаление из конденсата воздуха и газов. В деаэратор поступает также сырая вода, прошедшая через водоподготовительное устройство, для восполнения потери пара и конденсата. Из питательного бака деаэратора насосом питательная вода подается в водяной экономайзер парового котла. Вода для охлаждения отработавшего пара забирается из реки и циркуляционным насосом направляется в конденсатор турбины. Электрическая энергия, выработанная генератором, соединенным с турбиной, отводится через повышающие электрические трансформаторы по линиям электропередачи высокого напряжения к потребителю.

Мощность современных ТЭС может достигать 6000 мегаватт и более при КПД до 40 %.

На ТЭС могут также применяться газовые турбины, работающие на природном газе или жидком топливе. Газотурбинные электростанции (ГТЭС) применяются для покрытия пиков электрической нагрузки.

Существуют также парогазовые электростанции, в которых энергетическая установка состоит из паротурбинного и газотурбинного агрегатов. Их КПД доходит до 43 %.

Преимуществом ТЭС по сравнению с гидроэлектростанциями является то, что их можно построить в любом месте, приблизив их к потребителю. Они работают практически на всех видах органического топлива, поэтому их можно приспособить к тому виду, который имеется в наличии в данной местности.

В середине 70-х годов XX в. доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС, составляла примерно 75 % от общей выработки. В СССР и США она была еще выше – 80 %.

Основным недостатком теплоэлектростанций является высокая степень загрязнения окружающей среды углекислым газом, а также большая площадь, которую занимают отвалы золы.

Теплоход

К концу XIX в. на реках и морях господствовали пароходы. Но в это время стали особенно проявляться недостатки паровых поршневых двигателей: низкая экономичность, большая масса топлива, которую должен был брать пароход, отправляясь в плавание.

В 1880-е годы появились первые двигатели внутреннего сгорания – карбюраторные, работавшие на бензине или нефти. В 1892 г. немец Р. Дизель получил патент на изобретенный им двигатель, впоследствии названный его именем. Он работал на дешевых тяжелых видах топлива. Впервые двигатель Дизеля был построен в 1897 году.

Идея создания теплоходов была впервые выдвинута профессором Петербургского политехнического института К. П. Боклевским в 1898 году.

В этом же году чертежи двигателя Дизеля за 500 000 рублей купил один из владельцев русского «Товарищества братьев Нобель» Э. Нобель. Больше всего Нобеля привлекало то, что новый двигатель мог работать на тяжелом топливе.

Новый двигатель был изучен на заводе «Товарищества Нобеля» в Петербурге. В него были внесены изменения, в частности для того, чтобы он мог работать на нефти.

В 1899 г. этот двигатель был запущен. Он работал на нефти и развивал мощность в 25 л. с. Теперь Нобель хотел применить его в качестве судовой машины. Для этого были серьезные преграды. Дизель мог вращаться только в одну сторону и не имел реверса (заднего хода). При крайних положениях поршня запуск дизеля был невозможен. Регулировать работу дизеля, уменьшая или увеличивая частоту вращения вала, было крайне тяжело, а это не давало возможности менять скорость судна.

Дизель имел и свои преимущества по сравнению с паровыми двигателями. У него был высокий КПД, дизель потреблял в 4 раза меньше топлива по сравнению с паровыми машинами одинаковой мощности, что было особенно важно при большой дальности плавания. Заправка дизельного судна осуществлялась наливом, в то время как уголь грузился вручную.

Для того, чтобы новое судно могло маневрировать, Нобель дал инженерам распоряжение связать двигатель с гребным валом через передачу, позволявшую изменять направление вращения винта и число его оборотов.

Первый в мире теплоход «Вандал» был построен в 1903 г. на Сормовском заводе в России. Он предназначался для перевозки светлых нефтепродуктов. Его водоизмещение составляло около 800 тонн. На «Вандале» были установлены 3 двигателя мощностью по 120 л. с. каждый. Передача вращения от двигателя к гребным винтам осуществлялась с помощью электрогенераторов, поэтому «Вандал» одновременно являлся первым в мире дизель-электроходом. Он двигался со скоростью около 14 км/ч.

Первенец теплоходостроения «Вандал» находился в строю более 60 лет. В 1964 г. он, со снятыми двигателями, превращенный в несамоходную баржу, перевозил по Куре горючее в глубинные районы Азербайджана.